乌鸦235毫秒就能做决定，速度是人类和猴子的两倍

一只正在观察布满闪烁光点的屏幕的小嘴乌鸦，能在不到四分之一秒内判断出大多数光点的漂移方向，并啄出答案。这大约是猴子和人类在同类任务中所需时间的两倍，而且乌鸦并未牺牲准确性。

这一发现之所以重要，是因为这种点状测试是决策科学的标准实验，几十年来一直用于展示灵长类动物的大脑如何收集证据并做出选择。德国图宾根大学的神经科学家现已证明，鸟类大脑虽然没有哺乳动物所依赖的分层皮层，却用同样的逻辑解决了任务，并且率先得出答案。

菲利普·施密德鲍尔（Philipp Schmidbauer）和安德烈亚斯·尼德（Andreas Nieder）在《科学》杂志上报告称，他们的两只乌鸦从光点出现到开始转头啄击平均需要235毫秒。在高度匹配的任务版本中，三项早期研究显示猴子分别需要约410、490和600毫秒，而此前的研究表明人类志愿者所需时间大致相同。

在鸟类的大脑内部，选择出现得更早。一个名为尾侧纹状体（nidopallium caudolaterale）的区域中的神经元，在光点出现后约70毫秒就开始发出信号，指示乌鸦将选择的方向，这比它的头部移动早了约170毫秒。

“我们从未强迫乌鸦尽可能快，”尼德告诉Ars Technica。“我们只是让它们自行决定节奏。即使在这种情况下，它们也比我所知的任何猴子或人类快两倍。”

两只乌鸦如何完成为猴子设计的测试

这两只人工饲养的乌鸦坐在触摸屏前，屏幕上黑色背景上显示白色光点。每次试验中，一部分光点一起向左或向右移动，其余则随机游走，乌鸦通过啄击屏幕旁的两个目标之一来报告整体方向。答对可获得一只黄粉虫。

研究人员特意复制了猴子的实验版本。“唯一的区别是乌鸦必须通过啄击来指示决定，而猴子则通过眼球运动来指示，”尼德说。为了改变难度，他们将一起移动的光点比例从81%（极其简单）降低到3%（几乎无法与噪声区分）。有些试验完全没有连贯运动，因此没有正确答案。

“即使运动模式难以识别，乌鸦的决策仍然优于随机选择，”施密德鲍尔在大学公告中说，“而在清晰信号下，它们的准确率接近100%。”

在鸟类工作时，研究团队记录了248个单个神经元的活动。其中，58个神经元根据乌鸦最终选择的方向而不同地放电。它们的活动随着证据的积累逐渐上升，与运动的清晰程度成比例，并在乌鸦决定啄击时收敛到一个共同水平。

相同规则，两倍速度

这种上升模式就是神经科学家所说的决策变量：一个不断累积的证据计数，直到超过阈值。由迈克尔·沙德伦（Michael Shadlen）和威廉·纽瑟姆（William Newsome）领导的实验在恒河猴的顶叶皮层中使其闻名，此后同样的随机点任务也成为人类实验的标配。

鸟类和哺乳动物在3亿多年前就分道扬镳。哺乳动物皮层由细胞层堆叠而成，而鸟类的对应组织则密集地聚集成簇，完全没有分层。尼德的团队发现，鸟类的版本运行着相同的计算。“这些发现表明，鸟类大脑中的神经动力学与人类及非人灵长类动物中已建立的决策模型一致，”尼德说。

进化似乎两次得出了相同的解决方案。“更大的启示是，大脑并不需要哺乳动物新皮层来执行复杂的计算，”尼德告诉Live Science。

时间预算才是引人注目的部分。在灵长类动物中，困难版本的点任务可以将决策时间延长数百毫秒。而在乌鸦中，反应时间从最容易试验的约220毫秒到最难试验的254毫秒，跨度仅为34毫秒。尼德认为，乌鸦仍然在积累证据，因为光点的漂移是它们唯一的线索，但每一步都运行得如此之快，以至于减速几乎消失。

为什么鸟类大脑运行更快

研究团队无法将速度归因于单一过程。尼德怀疑是一连串微小的优势，从对运动敏感的鸟类视觉到运动反应，并指出了两个物理特征。

第一是尺寸。飞行对重量有严格限制，因此鸟类将大量极小的神经元塞进小脑袋里，而它们之间传递信号的纤维也很短。“长线路需要时间。短线路加速一切，”尼德说。此前发表在《PNAS》上的一项研究发现，鸣禽和鹦鹉的大脑每克所含的神经元远多于灵长类动物。

第二是体温。人体温度约为36.6摄氏度，而鸟类体温为41甚至42摄氏度，更温暖的组织加速了神经系统的化学反应。“每个离子通道都会更快地打开和关闭。每个递质都会更快地穿过突触间隙，”尼德说。

在大学公告中，他将这一优势与鸟类的生活方式联系起来。“鸟类依靠视觉在飞行中执行精确、快速的机动，并在觅食时引导喙部朝向物体，”他说。

该研究未解决的问题

该研究基于两只鸟。样本量很小，尽管尼德指出，对于结合行为和单个神经元记录的猴子实验来说，这个数字是标准。

乌鸦并未与猴子或人在同一实验室中进行对比测试。比较依赖于已发表的灵长类动物研究，这些研究使用了高度匹配的任务版本，因此设备、反应方法和训练上的微小差异可能会改变差距。啄击和眼球运动是不同的动作，而且研究人员以乌鸦头部首次移动为计时点。

这些数字也仅限于该任务。点测试要求大脑等待运动显现，因此乌鸦的235毫秒和灵长类的400多毫秒并不是两者思考速度的普遍极限。

此外，还有一个问题：这是鸟类的普遍特征还是乌鸦的特有特征。鸦科（Corvids）是最聪明的鸟类之一，尼德承认，训练一个不那么聪明的物种完成同样的任务会很困难。“许多其他鸟类的问题在于它们不像鸦科和乌鸦那么聪明，你需要一只聪明的鸟才能训练它完成这项任务，”他说。目前，没有人能说鸽子是否也能同样快速。

关于乌鸦如何思考的常见问题

乌鸦做决定有多快？

在本实验中，小嘴乌鸦判断移动光点云的主要方向，平均约235毫秒开始反应。在匹配的任务版本中，猴子大约需要410到600毫秒。

乌鸦比猴子更聪明吗？

该研究衡量的是单一视觉任务的速度，而非整体智力。乌鸦在准确性上与灵长类相当，在时间上胜出。鸦科鸟类常被称为“长羽毛的猿”，因为它们的解决问题的能力可与灵长类媲美，但一次测试中的快速回答并不能对整个物种进行排名。

鸟类有大脑皮层吗？

没有分层的那种。鸟类缺乏哺乳动物的六层新皮层，但一个名为尾侧纹状体（nidopallium caudolaterale）的区域执行着与灵长类前额叶皮层类似的功能，其神经元以簇状而非片状排列。

为什么鸟类大脑如此之快？

尼德指出，鸟类拥有小而密集的神经元，连接短，体温比我们高几度，这加速了每个神经信号的化学反应。该研究并未直接验证这些解释。

下一步是什么

施密德鲍尔和尼德于2026年10月22日在《科学》杂志第394卷上发表了这项研究。尼德表示，需要进一步研究来确定究竟是哪些机制赋予了鸟类时间优势。他不将哺乳动物大脑视为智能的蓝图，而是希望比较不同物种，找出哪些计算是所有大脑共有的，哪些是局部适应，而一只大脑只有核桃大小的鸟类刚刚证明了为什么这种比较值得进行。

参考文献：Schmidbauer P, Nieder A, “Ultrarapid decision-making in an avian brain,” Science 394, 445-449, 2026. DOI: 10.1126/science.aed6459

标签: 乌鸦, 神经科学, Andreas Nieder, Corvus corone, University of Tübingen, 决策